EP3919305A1

EP3919305A1 - Landwirtschaftliche arbeitsmaschine

Info

Publication number: EP3919305A1
Application number: EP21161814.5A
Authority: EP
Inventors: Michael Schulte; Helmut Schopf; Felix Hartmann; Malte Lütkeschümer; Robert Tiemann
Original assignee: Claas Industrietechnik GmbH
Current assignee: Claas Industrietechnik GmbH
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2021-12-08
Also published as: DE102020114692A1

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1) in Form eines Traktors (2), umfassend einen Fahrzeugrahmen (28), einen Antriebsmotor (8), sowie eine Getriebeeinrichtung (7), wobei der Antriebsmotor (8) ein Motorgehäuse (11) und eine Abtriebswelle (12) umfasst, wobei die Getriebeeinrichtung (7) ein Pumpenverteilergetriebe (10) und ein stufenloses Getriebe (9) umfasst.Um eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bereitzustellen, die trotz Verwendung einer mehrstufigen Getriebeeinrichtung auf platzsparende Weise ausgeführt ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) derart an den Antriebsmotor (8) angeflanscht ist, dass der Antriebsmotor (8) zumindest teilweise mittels des Pumpenverteilergetriebes (10) an dem Fahrzeugrahmen (28) abgestützt ist, wobei das Pumpenverteilergetriebe (10) abtriebsseitig mindestens eine Ausgangswelle (18) zur Wirkverbindung mit dem stufenlosen Getriebe (9) und mindestens einen Anschluss (29, 30) für eine hydraulische Antriebsvorrichtung (26, 26) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Arbeitsmaschine ist in Form eines Traktors ausgebildet und umfasst einen Fahrzeugrahmen sowie einen Antriebsstrang, der einen Antriebsmotor sowie eine Getriebeeinrichtung aufweist. Der Antriebsmotor umfasst ein Motorgehäuse sowie eine Abtriebswelle. Die Getriebeeinrichtung umfasst ein Pumpenverteilergetriebe sowie ein stufenloses Getriebe.
Zum gattungsgemäßen Stand der Technik wird auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 100 47 398 A1 hingewiesen, die eine Getriebeeinrichtung umfasst. Diese ist modular ausgebildet und umfasst ein stufenloses Getriebemodul sowie ein konstantes Getriebemodul. Mittels des modularen Aufbaus des in der genannten Schrift beschriebenen Getriebebaukastens ist es ohne Weiteres möglich, das stufenlose Getriebemodul über einen Flansch wahlweise mit verschiedenen konstanten Getriebemodulen unterschiedlicher Leistungsklassen und/oder unterschiedlicher Schaltstufe zu kombinieren. Auf diese Weise kann der Getriebebaukasten für verschiedenste Arbeitsmaschinen verwendet werden.
In der Praxis hat es sich betreffend die Verwendung möglichst flexibel einsetzbarer Getriebeeinrichtungen als problematisch herausgestellt, dass diese einen vergleichsweise großen Bauraumbedarf aufweisen. Dies ist insoweit problematisch, als sowohl der Antriebsmotor der Arbeitsmaschine als auch die jeweilige Getriebeeinrichtung als solche an dem Fahrzeugrahmen der Arbeitsmaschine gelagert werden müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bereitzustellen, die trotz Verwendung einer mehrstufigen Getriebeeinrichtung auf platzsparende Weise ausgeführt ist.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels der Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe derart an den Antriebsmotor angeflanscht ist, dass der Antriebsmotor zumindest teilweise mittels des Pumpenverteilergetriebes an dem Fahrzeugrahmen abgestützt ist. Hierbei weist das Pumpenverteilergetriebe abtriebsseitig mindestens eine Ausgangswelle zur Wirkverbindung mit dem stufenlosen Getriebe und mindestens einen Anschluss für eine hydraulische Antriebsvorrichtung auf. Das "Anflanschen" des Pumpenverteilergetriebes an den Antriebsmotor kann insbesondere mittels einer Schraubverbindung erfolgen, wobei miteinander korrespondierende Flansche des Antriebsmotors und des Pumpenverteilergetriebes unter Verwendung einer Mehrzahl von Schraubbolzen in Kraft übertragender Weise miteinander verbunden sind. Das Pumpenverteilergetriebe kann abtriebsseitig eine Mehrzahl von Anschlüssen für hydraulische Antriebsvorrichtungen aufweisen, wobei insbesondere der Anschluss hydraulischer Pumpen denkbar ist, mittels derer jeweils ein Arbeitsfluid unter Druck setzbar und auf diese Weise ein jeweiliges hydraulisches Arbeitsorgan antreibbar ist.
Die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine hat viele Vorteile. Insbesondere weist sie eine im Vergleich zum Stand der Technik besonders kurze Bauweise auf, da eine Lagerung des Antriebsmotors an den Fahrzeugrahmen teilweise über das Pumpenverteilergetriebe erfolgt und mithin die Anordnung entsprechender Lagerstellen zur Lagerung des Antriebsmotors an den Fahrzeugrahmen nicht mehr an dem Antriebsmotor selbst, sondern an dem Pumpenverteilergetriebe angeordnet werden können. Hierbei kann das Motorgehäuse des Antriebsmotors kleiner ausgeführt sein als im Stand der Technik, da es im Vergleich hierzu nicht in sich abgeschlossen sein muss, sondern infolge des Anflanschens des Pumpenverteilergetriebes gewissermaßen unmittelbar in ein Gehäuse des letzteren übergehen kann. Die Verbindung des Pumpenverteilergetriebes mit dem Motorgehäuse mittels Anflanschens, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, trägt ferner zu einer besseren Integrationsfähigkeit des Pumpenverteilergetriebes in den Antriebsstrang bei. So kann der Antriebsmotor sich im Wesentlichen oberhalb eines Fahrzeugrahmens der Arbeitsmaschine erstreckend angeordnet sein, während das stufenlose Getriebe im Wesentlichen zwischen dem Fahrzeugrahmen positioniert ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Arbeitsmaschine ist die Getriebeeinrichtung modular aufgebaut, wobei vorzugsweise das Pumpenverteilergetriebe ein Zwischengetriebemodul bildet, das zwischen dem Antriebsmotor und dem stufenlosen Getriebe angeordnet ist. Hierdurch kann besonders einfach ein Getriebebaukasten gebildet werden, der verschiedene Pumpenverteilergetriebe und verschiedene stufenlose Getriebe umfasst. Diese können beispielsweise für verschiedene Leistungsstufen, mit verschiedenen Übersetzungen, mit verschiedenen Anzahlen von Anschlüssen für hydraulische Antriebsvorrichtungen etc. ausgebildet sein, sodass mittels eines modularen Zusammenstellens eines jeweiligen Pumpenverteilergetriebes mit einem jeweiligen stufenlosen Getriebe, besonders einfach Getriebeeinrichtungen für verschiedene Anwendungsfälle bereitgestellt werden können. Hierdurch kann die Anzahl von verschiedenen Getriebetypen, derer es beispielsweise für die Darstellung unterschiedlicher Leistungsbereiche bedarf, reduziert werden, wobei durch die Reduzierung des Getriebebaukastens der Bauraumbedarf für die gesamte Antriebsstrangstruktur verringert werden kann. Die Getriebeeinrichtung ist entsprechend an unterschiedliche Leistungsklassen von Antriebsmotoren und/oder stufenlosen Getrieben anpassbar.
Aufgrund der Verwendung des Pumpenverteilergetriebes ist zudem die Installation hydraulischer Arbeitsorgane besonders einfach möglich, beispielsweise auch in Form von Nachrüstlösungen oder Umrüstlösungen, bei denen unter Verwendung des mindestens einen Anschlusses des Pumpenverteilergetriebes eine jeweilige hydraulische Antriebsvorrichtung gegen eine andere hydraulische Antriebsvorrichtung getauscht werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Arbeitsmaschine ist das Pumpenverteilergetriebe mit einem separaten Gehäuse zwischen dem Antriebsmotor und dem stufenlosen Getriebe angeordnet. Hierbei stehen vorzugsweise eine Eingangswelle des Pumpenverteilergetriebes mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors und eine Ausgangswelle des Umverteilungsgetriebes mit einer Eingangswelle des stufenlosen Getriebes in Wirkverbindung. Dieser Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung ermöglicht besonders einfach die Abdeckung eines großen Leistungsbereichs, da mittels des Pumpenverteilergetriebes eine Übersetzung von der Abtriebswelle des Antriebsmotors auf die Eingangswelle des stufenlosen Getriebes vorgenommen werden kann. Insbesondere kann das stufenlose Getriebe mit einer erhöhten Drehzahl angesprochen und auf diese Weise die Ausgangsleistung der Getriebeeinrichtung vergrößert werden, ohne dass das stufenlose Getriebe ein erhöhtes Drehmoment verarbeiten muss.
Sofern die Getriebeeinrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt ist, kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn die Eingangswelle des Pumpenverteilergetriebes und die Abtriebswelle des Antriebsmotors und/oder die Ausgangswelle des Pumpenverteilergetriebes und die Eingangswelle des stufenlosen Getriebes koaxial angeordnet sind. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn die Eingangswelle des Pumpenverteilergetriebes und die Ausgangswelle des Pumpenverteilergetriebes vertikal versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein etwaiger aus einer vertikal versetzten Anordnung von Antriebsmotor und stufenlosem Getriebe resultierender vertikale Versatz zwischen der Abtriebswelle des Antriebsmotors und der Eingangswelle des stufenlosen Getriebes zumindest teilweise ausgeglichen werden. Denkbar ist auch eine Blockbauweise, bei welcher das Gehäuse des Pumpenverteilergetriebes mit dem Motorgehäuse des Antriebsmotors und dem Getriebegehäuse des stufenlosen Getriebes verbunden ist.
Die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine weiter ausgestaltend umfasst das Pumpenverteilergetriebe ein Kühlsystem. Dieses dient dazu, das Pumpenverteilergetriebe zu kühlen, wobei vorteilhafterweise das Kühlsystem unmittelbar an dem Pumpenverteilergetriebe integriert ist, das heißt insbesondere innerhalb des Gehäuses des Pumpenverteilergetriebes angeordnet sein kann. Vorteilhafterweise umfasst das Gehäuse des Pumpenverteilergetriebes einen Fluidraum zur Aufnahme eines Betriebsfluids, mittels dessen unter anderem überschüssige Wärmeenergie, die infolge des Betriebs in dem Pumpenverteilergetriebe anfällt, aufgenommen werden kann. Bei dem Betriebsfluid kann es sich insbesondere um ein Schmieröl handeln, dass in dem Fluidraum vorliegt und nach dem Prinzip einer Sumpf-Schmierung mit Zahnradelementen des Pumpenverteilergetriebes in Kontakt steht. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn der Fluidraum in einem unteren Bereich des Gehäuses des Pumpenverteilergetriebes angeordnet ist. Das Betriebsfluid kann vorzugsweise mit mindestens einem Wärmetauscher des Kühlsystems in Kontakt stehen, sodass ein Übergang von Wärmeenergie von dem Betriebsfluid auf den Wärmetauscher bzw. ein darin geführtes Kühlfluid möglich ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wirkt das Kühlsystem des Pumpenverteilergetriebes mit einem Kühlsystem des Antriebsmotors zusammen, wobei insbesondere ein Kühlfluid des Antriebsmotors zu dem Kühlsystem des Pumpenverteilergetriebes zirkuliert wird, um dort die in dem Betriebsfluid vorliegende, überschüssige Wärmeenergie aufzunehmen und abzuführen. Zu diesem Zweck können die Kühlsysteme des Pumpenverteilergetriebes und des Antriebsmotors strömungstechnisch miteinander verbunden sein. Auf diese Weise ist eine Zirkulation des jeweiligen Kühlfluids mittels einer einzigen Pumpeinrichtung betreibbar. Ferner ist eine zentrale Wärmeabfuhr, beispielsweise mittels eines Radiators des Antriebsmotors, möglich.
Vorteilhafterweise ist das Kühlsystem in Form eines Kühlmoduls ausgebildet, das als Ganzes an dem Gehäuse des Pumpenverteilergetriebes angeordnet werden kann. Der modulare Aufbau erlaubt es, in der Herstellung verschieden ausgebildeter Pumpenverteilergetriebe, die jeweils als Zwischengetriebemodule ausgebildet sind, wahlweise an dem jeweiligen Gehäuse ein Kühlmodul anzuordnen oder nicht. Hierdurch kann besonders einfach in Abhängigkeit eines Verwendungsszenarios des Pumpenverteilergetriebes darauf reagiert werden, ob überschüssige Abwärme, die intern in dem Pumpenverteilergetriebe anfällt, mittels eines Kühlsystems werden muss oder nicht. Letzteres kann insbesondere bei besonders leistungsstarken Arbeitsmaschinen der Fall sein, bei denen das Pumpenverteilergetriebe große Leistungen übertragen muss.
Zwecks Kraft übertragender Verbindung des Pumpenverteilergetriebes mit dem Antriebsmotor umfassen in einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäße Arbeitsmaschine das Gehäuse des Pumpenverteilergetriebes sowie das Motorgehäuse des Antriebsmotors miteinander korrespondierende Ringflansche, mittels derer das Pumpenverteilergetriebe an den Antriebsmotor angeflanscht ist. Die Ringflansche können insbesondere in sich geschlossen ausgeführt sein, sodass eine Kraftübertragung zwischen dem Antriebsmotor und dem Pumpenverteilergetriebe besonders einfach mittels einer Mehrzahl von Verbindungsmitteln über die Ringflansche verteilt erfolgen kann, sodass eine Einleitung von Lagerkräften des Antriebsmotors in das Gehäuse des Pumpenverteilergetriebes nur an wenigen Stellen verbunden mit dadurch bedingten Spannungsspitzen in dem Gehäuse des Pumpenverteilergetriebes vermieden werden kann.
Wie vorstehend bereits dargelegt ist, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn das Pumpenverteilergetriebe zwischen seiner Eingangswelle und seiner Ausgangswelle eine Übersetzungsstufe aufweist. Auf diese Weise kann ein Leistungsspektrum der Getriebeeinrichtung infolge der Anordnung des Pumpenverteilergetriebes in Reihe mit dem stufenlosen Getriebe stark vergrößert werden. Insbesondere kann mittels des Pumpenverteilergetriebes eine Übersetzung ins Langsame, d.h. mit einem Übersetzungsverhältnis von i < 1, vorgenommen werden. Dies hat den besonderen Vorteil, dass dem dem Pumpenverteilergetriebe nachgeschalteten stufenlosen Getriebe eine höhere Leistung zugeführt werden kann, ohne dass hierbei ein höheres Drehmoments auftritt. Letzteres würde eine größere Dimensionierung des stufenlosen Getriebes erforderlich machen, was entsprechend vermieden werden kann. Mittels der zusätzlichen Übersetzungsstufe in Form des Pumpenverteilergetriebes kann mithin eine größere Leistung an einer Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes zur Verfügung gestellt werden während das stufenlose Getriebe vergleichsweise klein dimensioniert werden kann.
Ferner ist eine solche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine von Vorteil, bei der die Eingangswelle des stufenlosen Getriebes mit dem Pumpenverteilergetriebe mittels einer Gelenkwelle verbunden ist. Hierdurch können besonders einfach die Ausgangswelle des Pumpenverteilergetriebes und die Eingangswelle des stufenlosen Getriebes vertikal versetzt zueinander angeordnet sein. Eine solche Anordnung trägt dazu bei, axialen Bauraum für die Gelenkwelle einzusparen. Insbesondere ist der teilweise Ausgleich des vertikalen Versatzes zwischen der Abtriebswelle des Antriebsmotors und der Eingangswelle des stufenlosen Getriebes durch das Pumpenverteilergetriebe vorteilhaft, um den Beugewinkel der Gelenkwelle gering zu halten, wodurch ein größtmöglicher Wirkungsgrad bei der Drehmomentübertragung erreicht werden kann.
Die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine weiter ausgestaltend umfasst das Pumpenverteilergetriebe mindestens zwei Anschlüsse, die jeweils zum Anschluss für eine hydraulische Antriebsvorrichtung geeignet sind. Hierbei wirken vorzugsweise ein erster Anschluss mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung in Form einer Arbeitshydraulikpumpe und ein zweiter Anschluss mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung in Form einer Lüfterpumpe zusammen. Die Arbeitshydraulikpumpe kann beispielsweise zum Betrieb einer Zapfwelle zum Anschluss einer externen Arbeitsmaschine verwendet werden.
Weiterhin kann eine solche Arbeitsmaschine besonders vorteilhaft sein, die mindestens einen Torsionsdämpfer aufweist, der zwischen dem Antriebsmotor und dem stufenlosen Getriebe angeordnet ist. Der Torsionsdämpfer kann als Schwingungsdämpfer hinter dem Antriebsmotor zum Einsatz kommen, wenn in dem Antriebsstrang keine Trenn- und Anfahrkupplung vorgesehen ist. Mit dem Einsatz des Torsionsdämpfers können sowohl Drehmomentspitzen des Antriebsmotors als auch Laufunruhen des Antriebsstrangs oder von gekoppelten Arbeitsgeräten ferngehalten werden. Insbesondere bei einer koaxialen Anordnung von Abtriebswelle des Antriebsmotors und Eingangswelle des Pumpenverteilergetriebes sind Torsionsschwingungen vernachlässigbar. Vorteilhafterweise ist der Torsionsdämpfer unmittelbar mit der Abtriebswelle des Antriebsmotor verbunden.
Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß kann das Pumpenverteilergetriebe als Stirnradgetriebe ausgeführt sein. Stirnradgetriebe zeichnen sich durch eine einfache Bauweise und hohe Robustheit aus.
Dabei kann das Pumpenverteilergetriebe eine erste Zahnradstufe mit einem ersten auf seiner Eingangswelle angeordneten Zahnradelement umfassen, welches mit zumindest einem auf zumindest einer zu der Eingangswelle achsparallelen Welle angeordneten zweiten Zahnradelement kämmt. Mittels der ersten Zahnradstufe kann ein Übersetzungsverhältnis vorgegeben werden, welches an die Größenordnung der zu übertragenden Drehzahl und des zu übertragenden Drehmoments zwischen dem zum Einsatz kommenden Antriebsmotor sowie dem nachgeordneten stufenlosen Getriebe angepasst ist. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass der Antriebsmotor ein höheres Drehmoment bereitstellen kann als das stufenlose Getriebe dauerhaft aufnehmen kann. Eine Schädigung des stufenlosen Getriebes kann somit vermieden werden.
Insbesondere kann die zumindest eine Welle eine Abtriebswelle des Pumpenverteilergetriebes bilden, an die eine hydraulische Antriebsvorrichtung anschließbar ist. Die hydraulische Antriebsvorrichtung kann insbesondere als Hydraulikpumpe ausgeführt sein. Die Hydraulikpumpe ist dadurch unabhängig vom stufenlosen Getriebe antreibbar. Die Antriebsdrehzahl der Hydraulikpumpe resultiert aus dem Übersetzungsverhältnis der ersten Zahnradstufe. Die zumindest eine Welle kann alternativ die Ausgangswelle des Pumpenverteilergetriebes bilden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die erste Zahnradstufe ein drittes Zahnradelement aufweisen, welches mit dem ersten Zahnradelement kämmt. Das auf einer weiteren zur Eingangswelle achsparallelen Welle angeordnete dritte Zahnradelement kann dem Antrieb einer weiteren als hydraulische Antriebsvorrichtung dienen.
Weiterhin kann auf der zumindest einen Welle ein erstes Zahnradelement einer zweiten Zahnradstufe angeordnet sein, welches mit einem zweiten Zahnradelement der zweiten Zahnradstufe kämmt, das auf der Ausgangswelle des Pumpenverteilergetriebes angeordnet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Torsionsdämpfer von einer Lagerung des ersten Zahnradelementes der ersten Zahnradstufe des Pumpenverteilergetriebes aufgenommen ist. Bevorzugt sind dabei die Abtriebswelle des Antriebsmotors und die Eingangswelle des Pumpenverteilergetriebes koaxial angeordnet.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1:: Eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in Form eines Traktors,
Fig. 2:: Eine perspektivische Ansicht eines Antriebsmotors in Wirkverbindung mit einer Getriebeeinrichtung, gelagert an einen Fahrzeugrahmen,
Fig. 3:: Eine schematische Darstellung eines Antriebsmotors in Wirkverbindung mit einer Getriebeeinrichtung,
Fig. 4:: Eine schematische Darstellung eines Antriebsmotors in Wirkverbindung mit einer alternativen Getriebeeinrichtung,
Fig. 5:: Eine perspektivische Darstellung eines Pumpenverteilergetriebes,
Fig. 6:: Eine weitere perspektivische Darstellung des Pumpenverteilergetriebes gemäß Figur 5 und
Fig. 7:: Ein Detail eines Kühlsystems des Pumpenverteilergetriebes gemäß Figur 5.

In Figur 1 ist eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1 in Form eines Traktors 2 in schematischer Seitenansicht dargestellt. Es handelt sich bei dem Traktor 1 beispielsweise um einen Standardtraktor, der mit einem Antriebsmotor 8, einem Fahrgetriebe und einem Fahrwerk ausgestattet ist. Von dem Fahrwerk sind in der Ansicht gemäß Figur 1 jeweils ein Vorderrad 3 und ein Hinterrad 4 dargestellt. Die Vorderräder 3 sind jeweils an einer dazwischenliegenden Vorderachse 5 und die Hinterräder 4 sind jeweils an einer dazwischenliegenden Hinterachse 6 angebaut. Der Traktor 2 kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel über die Hinterräder 4 antreibbar sein. Alternative Antriebsformen, wie Vorderachs- oder Allradantrieb sind ebenfalls denkbar. Zu diesem Zweck weist der Traktor 1 einen Antriebsstrang auf, der eine Getriebeeinrichtung 7 sowie einen Antriebsmotor 8 umfasst. Dabei ist mittels der Getriebeeinrichtung 7 eine Antriebsverbindung von dem in Figur 1 nicht gezeigten Antriebsmotor 8 zumindest über die Hinterachse 6 zu den Hinterrädern 4 herstellbar.
Anhand von Figur 2 ist ersichtlich, in welcher Weise der Antriebsmotor 8 sowie die Getriebeeinrichtung 7 an einem Fahrzeugrahmen 28 der Antriebsmaschine 1 gelagert sind. Hierzu ist erfindungsgemäßes Pumpenverteilergetriebe 10 derart an den Antriebsmotor 8 angeflanscht, dass letzterer zumindest teilweise über das Pumpenverteilergetriebe 10 an dem Fahrzeugrahmen 28 abgestützt ist. Auf diese Weise baut die Kombination aus Antriebsmotor 8 und Pumpenverteilergetriebe 10 vergleichsweise kurz und ist mithin platzsparend ausgeführt. Zur Verbindung des Antriebsmotors 8 mit dem Pumpenverteilergetriebe 10 wirken beide Bauteile mittels miteinander korrespondierender Ringflansche 33 zusammen, wie nachstehend gesondert erläutert ist. Wie sich besonders gut anhand der Darstellung gemäß Figur 2 ergibt, weist das Pumpenverteilergetriebe 10 abtriebsseitig eine Ausgangswelle 18 auf, mittels der das Pumpenverteilergetriebe 10 - unter Zwischenschaltung einer Gelenkwelle 15 - mit dem stufenlosen Getriebe 9 zusammenwirkt. Ferner umfasst es vom Verteilergetriebe zwei Anschlüsse 29, 30 für hydraulische Antriebsvorrichtung in 25, 26. In dem gezeigten Beispiel sind eine erste hydraulische Antriebsvorrichtung 25 von einer Lüfterpumpe und die zweite hydraulische Antriebsvorrichtung 26 von einer Arbeitshydraulikpumpe gebildet. Mithin ist das Pumpenverteilergetriebe 10 besonders gut dazu geeignet, eine mittels des Antriebsmotors 8 zur Verfügung gestellte Leistung auf verschiedene abtriebsseitige Verbraucher zu verteilen, mittels derer die Arbeitsmaschine 1 insgesamt betreibbar ist.
In Figur 3 ist eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung 7 der Arbeitsmaschine 1 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Die Getriebeeinrichtung 7 wirkt hierbei mit dem Antriebsmotor 8 zusammen, der ein Motorgehäuse 11 sowie eine Abtriebswelle 12 aufweist. Der Antriebsmotor 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Verbrennungsmotor ausgeführt. Die Abtriebswelle 12 ist als Kurbelwelle ausgebildet. Mit dem Motorgehäuse 11 ist ein separates Gehäuse 16 eines als Zwischengetriebemodul ausgebildeten Pumpenverteilergetriebes 10 verbunden. Dabei ist das Gehäuse 16 an dem Motorgehäuse 11 angeflanscht, sodass Lagerkräfte des Antriebsmotors 8 ausgehend von dessen Motorgehäuse 11 auf das Gehäuse 16 des Pumpenverteilergetriebes 10 übertragbar und auf diese Weise der Antriebsmotor 8 zumindest teilweise an einem Fahrzeugrahmen 28 der Arbeitsmaschine 1 abstützbar bzw. abgestützt ist. Das Pumpenverteilergetriebe 10 umfasst eine Eingangswelle 17, die koaxial zur Abtriebswelle 12 des Antriebsmotors 8 angeordnet ist, sowie eine Ausgangswelle 18. Die Ausgangswelle 18 des Pumpenverteilergetriebes 10 ist mit einer Eingangswelle 14 des als stufenloses Getriebe 9 ausgeführten Fahrgetriebes durch eine Gelenkwelle 15 verbunden. Das stufenlose Getriebe 9 ist in einem Getriebegehäuse 13 angeordnet. Die Getriebeeinrichtung 7 ist nach alldem modular aufgebaut, wobei das Pumpenverteilergetriebe 10 und das stufenlose Getriebe 9 modular austauschbar sind, sodass sich ein Getriebebaukasten ergibt, mittels dessen durch Austausch einzelner Module auf verschiedene Anforderungen reagieren und insbesondere weite Leistungsbereiche eines jeweiligen Traktors 2 abdecken kann.
Der Antriebsmotor 8 wirkt mit einem Torsionsdämpfer 19 zusammen, der zwischen den Antriebsmotor 8 und dem stufenlose Getriebe 9 integriert ist. Hierzu kann der Torsionsdämpfer 19 zwischen der Abtriebswelle 12 und der Eingangswelle 17 des Pumpenverteilergetriebes 10 angeordnet sein. Durch die koaxiale Anordnung von Abtriebswelle 12 und Eingangswelle 17 des Pumpenverteilergetriebes 10 sind Torsionsschwingungen vernachlässigbar.
Das Pumpenverteilergetriebe 10 ist als Stirnradgetriebe ausgeführt. Das Pumpenverteilergetriebe 10 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Zahnradstufen, eine erste Zahnradstufe 20 und eine zweite Zahnradstufe 27. Das Pumpenverteilergetriebe 10 kann auch mit nur einer Zahnradstufe 20 oder beispielsweise mit einer dritten Zahnradstufe ausgeführt sein. Der Torsionsdämpfer 19 kann von einer Lagerung eines Zahnradelementes 20a einer ersten Zahnradstufe 20 des Pumpenverteilergetriebes 10 aufgenommen sein.
Auf der Eingangswelle 17 ist ein erstes Zahnradelement 20a der ersten Zahnradstufe 20 angeordnet, welches mit einem zweiten Zahnradelement 20b kämmt, das auf einer zur Eingangswelle 17 achsparallelen Welle 21 angeordnet ist. Weiterhin umfasst die erste Zahnradstufe 20 eine weitere achsparallele Welle 21, auf welcher ein drittes Zahnradelement 20c angeordnet ist, welches ebenfalls mit dem ersten Zahnradelement 20a kämmt. Die jeweilige Welle 21, 22 bildet eine Abtriebswelle 23, 24 für als zwei Hydraulikpumpen ausgeführte hydraulische Antriebsvorrichtungen 25, 26. Die Antriebsdrehzahl der jeweiligen hydraulischen Antriebsvorrichtung 25, 26 lässt sich durch das korrespondierende Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Zahnradelement 20a und dem zweiten Zahnradelement 20b bzw. dem ersten Zahnradelement 20a und dem dritten Zahnradelement 20c vorgeben.
Die zweite Zahnradstufe 27 umfasst ein erstes Zahnradelement 27a, welches auf der Welle 21 angeordnet ist. Das erste Zahnradelement 27a kämmt mit einem zweiten Zahnradelement 27b, welches auf der Ausgangswelle 18 des Pumpenverteilergetriebes 10 angeordnet ist.
In einer alternativen Ausgestaltung des Pumpenverteilergetriebes 10 nimmt dieses keine Übersetzung zwischen seiner Eingangswelle 17 und seiner Ausgangswelle 18 vor. Dieser Ausgestaltung ist in Figur 4 veranschaulicht. Da das Pumpverteilergetriebe 10 im Vergleich zu denjenigen gemäß Figur 3 ohne eine zweite Zahnradstufe 27 auskommt, ist es vergleichsweise einfach konstruiert, kann jedoch folglich auch nicht dieselben Vorteile erzielen, die sich mittels der zweiten Zahnradstufe 27 realisieren lassen. Gleichwohl ist das Pumpenverteilergetriebe 10 gemäß Figur 4 mittels seiner Zahnradstufe 20 dazu geeignet, neben einer Leistungsübertragung auf seiner Ausgangswelle 18 ferner über separate Abtriebswellen 23, 24 insgesamt zwei Anschlüsse 29, 30 zu versorgen, mittels derer jeweils eine hydraulische Antriebsvorrichtung 25, 26 über das Pumpenverteilergetriebe 10 versorgt werden. Die an der Abtriebswelle 18 des Pumpenverteilergetriebes 10 anliegende Leistung wird mittels einer Gelenkwelle 15 auf eine Eingangswelle 14 des in Figur 4 nicht dargestellten stufenlosen Getriebes 9 übertragen.
Wie aus den schematischen Darstellungen in Figur 3 und 4 ersichtlich ist, sind der Antriebsmotor 8 und das stufenlose Getriebe 9 mit einem vertikalen Versatz zueinander an einem Fahrzeugrahmen 28 der Arbeitsmaschine 1 angeordnet, sodass die Abtriebswelle 12 und die Eingangswelle 14 des stufenlosen Getriebes 9 ebenfalls einen vertikalen Versatz aufweisen. Das Pumpenverteilergetriebe 10 gemäß Figur 3 bildet hier einen teilweisen Ausgleich dieses vertikalen Versatzes mittels eines Achsversatzes 34 zwischen seiner Eingangswelle 17 und seiner Ausgangswelle 18. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein Beugewinkel der Gelenkwelle 15 gering gehalten. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sowohl die Abtriebswelle 12 des Antriebsmotors 8 und die Eingangswelle 17 als auch die Ausgangswelle 18 des Pumpenverteilergetriebes 10 und die Eingangswelle 14 des stufenlosen Getriebes 9 koaxial angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist das Pumpenverteilergetriebe 10 derart an den Antriebsmotor 8 angeflanscht, dass der Antriebsmotor 8 mittels des Pumpenverteilergetriebes 10 zumindest teilweise an dem Fahrzeugrahmen 28 der Arbeitsmaschine 1 abgestützt ist. Wie sich besonders gut anhand der Figuren 5 bis 7 ergibt, weisen zu diesem Zweck der Antriebsmotor 8 sowie das Pumpenverteilergetriebe 10 miteinander korrespondierende Ringflansche 33 auf, mittels derer beide Bauteile in Kraft übertragender Weise miteinander verbunden sind. Hierdurch wird die Abtragung von Lagerkräften ausgehend von den Antriebsmotor 8 an das Pumpenverteilergetriebe 10 sichergestellt. Letzteres ist schließlich an dem Fahrzeugrahmen 28 gelagert und zwar mittels Lagerstellen 35, 36, mittels derer das Pumpenverteilergetriebe 10 an den Fahrzeugrahmen 28 angeschlossen ist.
Das Pumpenverteilergetriebe 10 umfasst in dem gezeigten Beispiel ein Kühlsystem 31, mittels dessen das Pumpenverteilergetriebe 10 insgesamt kühlbar ist. Das Kühlsystem 31 ist hier in einem unteren Bereich des Gehäuses 16 des Pumpenverteilergetriebes 10 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Wärmetauschern 32. Letztere sind in Form von Rippenrohr-Wärmetauschern ausgeführt, die sich axial in einen Fluidraum 39 erstrecken, innerhalb dessen ein Betriebsfluid vorliegt. Dieses kann insbesondere von einem Schmieröl gebildet sein. Der Fluidraum 39 ist soweit mit dem Betriebsfluid gefüllt, dass zumindest ein Teil der Zahnradelemente des Pumpenverteilergetriebes 10 mit dem Betriebsfluid in Kontakt steht, wobei dieses infolge der Bewegung der Zahnradelemente fortwährend in dem Pumpenverteilergetriebe 10 verteilt wird ("Sumpf-Schmierung"). Hierdurch wird von dem Betriebsfluid neben der Schmierfunktion ferner eine Kühlfunktion ausgeübt, wobei das Betriebsfluid Abwärme von den Zahnrädern aufnimmt und - indem das Betriebsfluid durch Wirkung der Schwerkraft wieder zurück in den unten in dem Gehäuse 16 gelegenen Fluidraum 39 zurückläuft - in besagten Fluidraum 39 transportiert. Das Betriebsfluid umgibt die Wärmetauscher 32, sodass in dem Betriebsfluid gespeicherte Wärmeenergie auf die demgegenüber kühleren Wärmetauscher 32 übergeht und hierdurch aus dem Pumpenverteilergetriebe 10 abgeführt wird.
In dem gezeigten Beispiel ist das Kühlsystem 31 des Pumpenverteilergetriebes 10 strömungstechnisch mit einem in den Figuren nicht dargestellten Kühlsystem des Antriebsmotors 8 verbunden, sodass das Kühlsystem 31 des Pumpenverteilergetriebes 10 mit demselben Kühlfluid betreibbar ist, dass auch für das Kühlsystem des Antriebsmotors 8 verwendet wird. Zwecks Zirkulation des Kühlfluids von den Wärmetauschern 32 zu dem Antriebsmotor 8 und zurück verfügt das Kühlsystem 31 über zwei Anschlussstutzen 37, 38, von denen einer als Vorlauf und einer als Rücklauf für das Kühlfluid genutzt wird.

Bezugszeichenliste

1: Arbeitsmaschine
2: Traktor
3: Vorderrad
4: Hinterrad
5: Vorderachse
6: Hinterachse
7: Getriebeeinrichtung
8: Antriebsmotor
9: Stufenloses Getriebe
10: Pumpenverteilergetriebe
11: Motorgehäuse
12: Abtriebswelle
13: Getriebegehäuse
14: Eingangswelle
15: Gelenkwelle
16: Gehäuse
17: Eingangswelle
18: Ausgangswelle
19: Torsionsdämpfer
20: Erste Zahnradstufe
20a: Erstes Zahnradelement
20b: Zweites Zahnradelement
20c: Drittes Zahnradelement
21: Welle
22: Welle
23: Abtriebswelle
24: Abtriebswelle
25: Hydraulische Antriebsvorrichtung
26: Hydraulische Antriebsvorrichtung
27: Zweite Zahnradstufe
27a: Erstes Zahnradelement
27b: Zweites Zahnradelement
28: Fahrzeugrahmen
29: Anschluss
30: Anschluss
31: Kühlsystem
32: Wärmetauscher
33: Ringflansch
34: Achsversatz
35: Lagerstelle
36: Lagerstelle
37: Anschlussstutzen
38: Anschlussstutzen
39: Fluidraum

Claims

Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1) in Form eines Traktors (2), umfassend
- einen Fahrzeugrahmen (28),

- einen Antriebsmotor (8), sowie

- eine Getriebeeinrichtung (7),
wobei der Antriebsmotor (8) ein Motorgehäuse (11) und eine Abtriebswelle (12) umfasst,
wobei die Getriebeeinrichtung (7) ein Pumpenverteilergetriebe (10) und ein stufenloses Getriebe (9) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Pumpenverteilergetriebe (10) derart an den Antriebsmotor (8) angeflanscht ist, dass der Antriebsmotor (8) zumindest teilweise mittels des Pumpenverteilergetriebes (10) an dem Fahrzeugrahmen (28) abgestützt ist,
wobei das Pumpenverteilergetriebe (10) abtriebsseitig mindestens eine Ausgangswelle (18) zur Wirkverbindung mit dem stufenlosen Getriebe (9) und mindestens einen Anschluss (29, 30) für eine hydraulische Antriebsvorrichtung (26, 26) aufweist.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (7) modular aufgebaut ist, wobei vorzugsweise das Pumpenverteilergetriebe (10) ein Zwischengetriebemodul bildet, das zwischen dem Antriebsmotor (8) und dem stufenlosen Getriebe (9) angeordnet ist.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) ein separates Gehäuse (16) aufweist, wobei vorzugsweise eine Eingangswelle (17) des Pumpenverteilergetriebes (10) mit der Abtriebswelle (12) des Antriebsmotors (8) und eine Ausgangswelle (18) des Pumpenverteilergetriebes (10) mit einer Eingangswelle (14) des stufenlosen Getriebes (9) in Wirkverbindung stehen.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (17) des Pumpenverteilergetriebes (10) und die Abtriebswelle (12) des Antriebsmotors (8) und/oder die Ausgangswelle (18) des Pumpenverteilergetriebes (10) und die Eingangswelle (14) des stufenloses Getriebes (9) koaxial angeordnet sind.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (17) des Pumpenverteilergetriebes (10) und die Ausgangswelle (18) des Pumpenverteilergetriebes (10) axial versetzt angeordnet sind.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) ein Kühlsystem (31) umfasst.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (32) des Kühlsystems (31) des Pumpenverteilergetriebes (10) mit einem Kühlfluid eines Kühlsystems des Antriebsmotors (8) zusammenwirkt.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (31) des Pumpenverteilergetriebes (10) und ein Kühlsystem des Antriebsmotors (8) strömungstechnisch miteinander verbunden sind, sodass ein Kühlfluid des Kühlsystems des Antriebsmotors (8) in das Kühlsystem (31) des Pumpenverteilergetriebes (10) zirkulierbar ist.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (16) des Pumpenverteilergetriebes (10) und das Motorgehäuse (11) des Antriebsmotors (8) miteinander korrespondierende Ringflansche (33) aufweisen, mittels derer das Pumpenverteilergetriebe (10) an den Antriebsmotor (8) angeflanscht ist.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) eine Übersetzungsstufe zwischen seiner Eingangswelle (17) und seiner Ausgangswelle (18) aufweist.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) mit der Eingangswelle (14) des stufenlosen Getriebes (9) mittels einer Gelenkwelle (15) verbunden ist.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) als Stirnradgetriebe ausgeführt ist.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) eine erste Zahnradstufe (20) mit einem ersten auf der Eingangswelle (17) angeordneten Zahnradelement (20a) aufweist, welches mit zumindest einem auf zumindest einer achsparallelen Welle (21, 22) angeordneten zweiten Zahnradelement (20b, 20c) kämmt.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Welle (21, 22) eine Abtriebswelle (23, 24) des Pumpenverteilergetriebes (10) bildet, an der eine hydraulische Antriebsvorrichtung (25, 26) anschließbar ist.
Arbeitsmaschine (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zumindest einen Welle (21) ein erstes Zahnradelement (27a) einer zweiten Zahnradstufe (27) angeordnet ist, welches mit einem zweiten Zahnradelement (27b) der zweiten Zahnradstufe (27) kämmt, das auf der Ausgangswelle (18) des Pumpenverteilergetriebes (10) angeordnet ist.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenverteilergetriebe (10) mindestens zwei Anschlüsse (29, 30) aufweist, die jeweils zum Anschluss für einen hydraulischen Antriebsvorrichtung (25, 26) geeignet sind, wobei vorzugsweise ein erster Anschluss mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung (25) in Form einer Arbeitshydraulikpumpe und ein zweiter Anschluss mit hydraulischen Antriebsvorrichtung (26) in Form einer Lüfterpumpe zusammenwirkt.
Arbeitsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Torsionsdämpfer (19), der zwischen dem Antriebsmotor (8) und dem stufenlosen Getriebe (11) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Torsionsdämpfer (19) unmittelbar mit der Abtriebswelle (12) des Antriebsmotors (8) zusammenwirkt.